Nei prossimi anni, le aziende di tutto il mondo stanno pianificando di lanciare in orbita mega costellazioni di satelliti per fornire accesso a Internet ad alta velocità globale, ma questo accesso ha un costo: inquinerà i cieli e contaminerà le osservazioni astronomiche.
Ma c’è quindi un modo per risolvere questo problema? Un team di ricercatori ha modellato gli effetti di queste mega costellazioni di satelliti ed esplorato varie strategie di mitigazione ma, la risposta, a quanto pare, non è semplice.
Starlink, OneWeb, Kuiper, SatNet: questi sono solo l’inizio delle mega costellazioni di satelliti che si lanceranno nell’orbita terrestre nei prossimi anni, e ciascuno fornirà la propria rete di accesso a Internet globale ad alta velocità.
L’aumento dei satelliti in orbita è sorprendente, secondo l’Union of Concerned Scientists, un gruppo di sostenitori della scienza, attualmente ci sono più di 3.300 satelliti artificiali attivi nell’orbita terrestre.
Nel frattempo, gli scienziati dietro la nuova nota di ricerca, la generazione 1 di Starlink di SpaceX sarà, da sola, composta da 11.926 satelliti e la generazione 2 ne avrà 30.000 in più; per quanto riguarda invece OneWeb, Kuiper di Amazon e SatNet della Cina, insieme distribuiranno oltre 20.000 satelliti.
Prima che queste mega costellazioni di satelliti iniziassero a essere lanciate nel 2018, la più grande costellazione di satelliti era quella di Iridium, che ammontava a soli 70 oggetti.
Quanto influenzano la visione le mega costellazioni di satelliti?
Ogni singolo satellite è una fonte di contaminazione, gli stessi corpi dei satelliti, così come i loro ampi pannelli solari, riflettono la luce solare e, per un astronomo che utilizza i più grandi telescopi della Terra per catturare gli oggetti meno luminosi presenti nei cieli, le mega costellazioni di satelliti non sono un vantaggio, ma una seccatura.
Quando una costellazione di satelliti attraversa il campo visivo di un telescopio, questa non si presenta come una singola striscia, bensì apparirà come più strisce che possono potenzialmente devastare le osservazioni astronomiche (un esempio è la foto qui in alto).
I sostenitori delle mega costellazioni di satelliti hanno dichiarato che le alte quote dei satelliti ridurranno il loro impatto sull’astronomia e che solo alcuni tipi di programmi di osservazione saranno a rischio, così i ricercatori hanno deciso di utilizzare i dati disponibili per prevedere l’impatto di queste mega costellazioni di satelliti sulle osservazioni astronomiche.
È impossibile sapere quanto diventeranno inquinati i cieli finché tutti i satelliti non saranno attivi e gli astronomi non proveranno a fare astronomia, ma a quel punto potrebbe essere troppo tardi; nel frattempo, un team di astronomi ha tentato di modellare l’impatto delle mega costellazioni di satelliti sull’astronomia moderna.
Gli astronomi hanno fatto la loro ipotesi migliore, basata sulle informazioni pubblicamente disponibili, per le configurazioni orbitali delle future mega costellazioni di satelliti.
Fatto ciò, hanno modellato le dimensioni e la luminosità di ciascun satellite –che dipendono molto dall’angolo tra il satellite e il sole visto dalla Terra–, ed hanno quindi piegato questi modelli in osservazioni simulate con diversi tipi di strumenti astronomici, come telescopi giganti ad ampio campo e spettrografi ad alta risoluzione.
Il team ha scoperto che quasi ogni aspetto dell’astronomia moderna sarà in qualche modo influenzato, perché i satelliti saranno generalmente abbastanza luminosi da essere visti da telescopi professionali anche di dimensioni moderate.
Tuttavia, alcuni programmi di osservazione saranno influenzati in modo molto peggiore rispetto di altri, a seconda del telescopio, del periodo dell’anno e del programma di osservazione, una tipica corsa scientifica osserva da 0,01 a 20 scie satellitari in ogni esposizione.
Gli strumenti a campo stretto, che riprendono solo una piccola porzione di cielo alla volta, saranno i meno colpiti, poiché è improbabile che abbiano un satellite incrociato nel loro campo visivo durante una particolare osservazione, hanno scoperto gli astronomi.
D’altra parte, i telescopi a largo campo, come l’Osservatorio Vera C. Rubin, dovranno affrontare molte difficoltà – all’alba e al tramonto, per esempio– e l’osservatorio potrebbe perdere fino alla metà di ogni immagine a causa delle scie satellitari interferenti, hanno scritto gli astronomi in un articolo recentemente pubblicato sul server di prestampa arXiv.
Le osservazioni effettuate durante la prima e l’ultima ora della notte saranno quelle più colpite, poiché l’angolazione dei satelliti dal suolo li farà apparire i più luminosi e visibili, ha scoperto il team.
A risentirne sarà anche la spettroscopia che, sebbene gli strumenti spettroscopici a bassa e media risoluzione –che sono collegati ai telescopi di tutto il mondo e dividono la luce nelle lunghezze d’onda specifiche della luce che contiene– saranno meno colpiti degli strumenti che producono immagini, il livello di contaminazione sarà molto più alto per gli strumenti spettroscopici, con l’inquinamento dei satelliti che fornirà all’incirca le stesse dimensioni del segnale dei dati scientifici di destinazione.
L’astronomia è una scienza di precisione in cui ogni immagine conta e le parti inquinate delle immagini sono inutili, tuttavia in alcuni casi, dalle aree incontaminate delle immagini, è ancora possibile trarre informazioni utili ma, nella maggior parte di questi, come il rilevamento di esopianeti, l’intera immagine deve essere eliminata.
Ciò potrebbe costare alla comunità astronomica milioni di dollari in termini di tempo perso e potenza di elaborazione, e questo è solo l’inizio dell’era delle mega costellazioni, altri satelliti infatti potrebbero essere in arrivo nel prossimo futuro.
C’è qualcosa che possiamo fare al riguardo?
La migliore strategia di mitigazione è ridurre la superficie visibile dei satelliti e dei loro pannelli solari, come con il programma Starlink VisorSat di SpaceX per oscurare i loro satelliti, hanno scoperto i ricercatori.
Gli astronomi possono anche tentare di programmare le loro osservazioni attorno alle traiettorie della costellazione, non scattando immagini quando i satelliti sono in vista o puntando in direzioni leggermente diverse, tuttavia questo approccio richiede un enorme coordinamento, dal momento che le aziende cambiano frequentemente le orbite dei loro satelliti.
Un’altra strategia di mitigazione consiste nel rimuovere le scie satellitari dalle immagini in un secondo momento, ma questo non è un processo pulito, e non funziona per gli spettrometri in quanto, non scattando foto, è difficile dire quando uno spettro è stato contaminato da una scia di un satellite.
In definitiva, i produttori di mega costellazioni di satelliti dovranno avere un dialogo continuo con la comunità astronomica, anche perché, l’accesso a Internet ad alta velocità non deve necessariamente venire a scapito di una preziosa scienza.
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